組合刀具的合理使用及選擇

為了適應制造技術所面臨的產品日益多樣化、更高的生產效率和環保的要求，相繼出現了高速切削、干式切削等新的加工技術。高速切削技術使加工過程中的切削時間顯著減少，這是采用了新的刀具材料和涂層所取得的效果。在此基礎上，通過進一步提高切削參數來提高生產率的潛力已十分有限。 

    
    
    組合刀具的形式 
　　
    迄今為止，組合刀具有多種形式。常見的階梯鉆就是一種簡單的組合刀具，其特點是在一次走刀中完成幾把刀同一種工藝的加工。較復雜的組合刀具常常集成可完成不同工藝的幾把刀，如能鉆孔又能銑削的鉆銑刀等組合刀具，通常要分幾次走刀或在不同工位上依次完成幾把刀的切削。這是一種最典型的組合刀具，可覆蓋很大的加工范圍，既有簡單的鉆孔——倒角組合刀，也有集成5～10把刀的專用組合刀具。還有一種更為復雜的組合刀具：內部集成有產生輔助切削運動的傳動機構或旋轉軸，有機械式和機械電子式兩種，可以滿足加工零件特殊部位的要求，這樣的刀具對機床結構或機床的控制系統往往有特殊的要求，以實現對刀具運動部分的控制。 
    
    
    組合刀具的優點 
    
    組合刀具的主要優點是提高了生產效率。如使用有4個階梯的鉆頭，加工一個活塞孔的時間大約縮短70%。除了節省換刀時間外，用戶還可從空出的機床刀庫位置和減少的刀具夾頭中獲益，空出的刀庫位置可使備用刀具在機床工作的同時予以更換。由于刀具數量減少，所以可簡化刀具的管理，節省費用。 
    
    關于組合刀具價格昂貴的問題，在計算時應考慮到由于減少刀夾和節省行政費用所得到的補償；因此，一把專用組合刀具能替代的標準刀越多，就應越早加以采用。此外，在加工質量方面，應用專用組合刀具也是有利的，使機床的定位精度不再那么重要，例如一個多臺階的孔在一次走刀中就加工完成，孔的不同心度誤差也減少，因為前面的鉆頭對后面的鉆孔起到了定心的作用。同時，使用復雜的組合刀具要求機床的操作者有相應的知識，所以對他們應進行培訓。 
   
     要在內孔加工空刀槽，可用有控制功能的組合刀具。圖8是Komet公司開發的加工鑄鐵剎車鼓殼體的孔和槽的組合刀具，可保證兩者之間很好的同心度。它是由一把套裝銑刀和一個滑塊組成，加工時首先由鉸刀鉸孔，然后整把刀具繼續在孔內旋轉，由滑塊帶著兩把刀進行徑向切槽，此時鉸刀的刃帶起支承作用。使用這把刀具的前提是，需要一臺專用機床，以操縱驅動滑塊的拉桿。為了使這種組合刀具能在標準機床上使用，Komet公司推出了機電一體化的可調滑動元件的刀具，在刀桿里面內置一個可控的電機，驅動刀具里的一個旋轉軸，這樣可由系統直接控制滑板的移動。 
    
    從以上介紹的各種組合刀具可以看出，多數組合刀具是針對一個特定的應用場合而開發的專用刀具，因此供貨時間長。如何才能縮短供貨時間，確保產品質量，Komet公司在1996年實施了一個“容易專用化”項目，借助一個CAD/CAM系統，對每一個具體工件的組合刀具可根據圖紙的數據進行模擬。至今，Komet公司組合刀具的30%銷售額是用這個方法開發的，供貨時間由平均8～10周下降到只需3周。 
    
    組合刀具的發展前景 
    
    目前越來越復雜的組合刀具結構被用戶所認可。為推動組合刀具的發展和擴大使用范圍，刀具制造商在開發這些刀具的同時，必須考慮到用戶可能遇到的種種問題，尋求解決辦法，采取種種措施，包括開發有一定柔性的可控的刀具、開發新的涂層技術、刀具材料和幾何形狀，為降低刀具成本，甚至可把刀具的生產基地轉移到制造成本低的地區去生產。 
    
    但是有柔性的組合刀具只有在不需改造機床或與控制系統能順利連接時才得以推廣；新的組合刀具將把與加工效率有關的每個因素，如基體材料、涂層材料、幾何形狀等因素，都應針對具體的加工對象予以最佳化，形成綜合優勢。與此同時，由于輔助時間的節省而提高了這些優勢的利用程度，取得提高生產率的效果。這種把提高切削效率和減少輔助時間綜合應用的趨勢，將推動組合刀具更廣泛的應用。